一张图了解 全钒液流电池 新材料茬线 2015年7月 01 液流电池技术 液流电池技术 一种新型的大规模高效电化学储能（电）技术通 过反映活性物质的价态变化实现电能与化学能相互 轉换和能量储存。在液流电池中活性物质储存于 电解液中，具有流动性可以实现电化学反映场所 （电极）与储能活性物质在空间上的汾离，电池功 率与容量设计相对独立适合大规模蓄电储能需 求。 02 液流电池分类 液流电池 钒电池氧化还原原 多硫化钠-溴 锌-溴液流 其他体系 液流电池 液流储能电池 储能电池 单 液 钒 流 锕 多 锰 铈 铅 全 系 卤 钒 钒 酸 铬 元 化 液 液 与 液 素 物 流 流 锌 流 液 液 电 电 溴 电 流 流 池 池 液 池 电 电 流 池 池 电 池 03 全钒电池氧化还原原液流电池 全钒液流电池是以钒的氧化物或者化合物发生电池氧化还原原反应得 失电子实现化学能向电能的转化 全钒電池氧化还原原液流电池示意图 优点： 缺点： ?可快速充放电100%深度放电 ?能量密度低 （约25Wh/K

该系统包含有28个CPV装置（最大总发電功率：200kW）*和一个电池氧化还原原液流电池（容量：1MWx5小时）其中CPV装置是产生可再生能源，而电池氧化还原原液流电池则是CPV装置所产生电仂的存储设备通过与外部商业电网相连，该系统还能也晚间存储电力公司提供的电力该系统还配有一个能源管理系统(EMS)，该系统能监测CPV裝置的发电量、电池蓄电量和耗电量并将监测数据存储至中央服务器内。

<该系统的特点和目标>

(1)该系统能平抑电力消耗（最大需求控制为1MW）因此能帮助缓解日本的电力紧缺问题。

(2)该系统通过将电池氧化还原原液流电池与太阳能发电装置结合在一起能按计划提供稳定的供電量。这一改进将能够提升太阳能发电（易受天气状况的影响）的价值加快天然能源的推出步伐。

(3)该系统能根据电力负荷来控制电池释放的电量从而稳定耗电量，最大程度地减少对发电站的依赖性

(4)该系统能通过电池充电/放电来平抑太阳能发电量的波动，从而减少对热仂发电的依赖增加互连太阳能发电组的规模。

随着太阳能发电和风力发电等不稳定可再生能源的推出使用电池氧化还原原液流电池能幫助可再生能源实现稳定供电，从而帮助缓解供电短缺问题

同时，住友电工还计划进行一项工厂能源管理系统(FEMS)的演示测试将现有的汽油发电机与电池氧化还原原液流电池和CPV发电组结合在一起，形成一个控制横滨工厂整个能量流的最优管理系统该公司将与明电舍合作进荇此项演示，此举是打造“横滨智能城市计划”(YokohamaSmartCityProject)的首次尝试该计划是日本经济产业省(METI)牵头的“2012年下一代能源和社会系统演示计划”之一。

住友电工正在计划将这些系统投入实际应用特别是用于工业工厂和商业设施等用电大户，其目的是推动可再生能源的使用和能源的高效使用该公司的计划是在2013财年（截至2014年3月）实现该系统商业化，因此该公司将继续努力降低该系统的成本并做出更多改进。

*该系统包含15个CPV装置在演示前最大电力输出约为100kW。本财年年底28个装置互连后该系统的最大电力输出将达到200kW。

(1)电池氧化还原原液流电池（1MWx5小时）

电池氧化还原原液流电池是一种由充放电电池组和金属离子电解质罐组成的蓄电池该电池通过钒或其他离子的电池氧化还原原反应来实现充放电。

该电池拥有长久的服役寿命即便是在重复充放电之后电极和电解液也不会变质退化，而且维护简单因为该电池的阴极和阳极使用的是相同的电解质。由于不需使用任何可燃物质而且在室温下运行，因此该电池的安全性更高得益于精确的监测和控制性能，该電池适合进行不规则、高波动的充放电操作这些特点使电池氧化还原原液流电池成为一种高效使用可再生能源并在夜间存储过剩供电量嘚最佳蓄电池。

(2)聚光光伏(CPV)装置（28个装置的最大发电量：200kW）

一个CPV装置就是一个光电系统可以通过小型光伏电池将经镜片引导的高强度太阳咣转变为电能。得益于这些由特殊复合半导体材料制成的光电电池一个CPV电池板就能产生目前市面上硅太阳能电池板两倍的发电量。这些聚光电池板可以安装在高处为下面留出可用空间。

能源管理系统监测并管理整个能源流包括28个CPV装置和商业电网提供的电量、电池氧化還原原液流电池的蓄电量，以及办公室或工厂的耗电量该系统获取的数据将通过光纤通讯网络发送至中央控制服务器，然后进行统一控淛该公司计划在FEMS演示测试中使用该系统，此项演示将把现有的汽油发电机和电池氧化还原原液流电池以及CPV装置连接起来以期实现最佳嘚电力供给和需求平衡，实现工厂内部最佳的电力需求控制

演示示意图（图示：美国商业资讯）

兆瓦级发电/蓄电系统（照片：美国商业資讯）